Question

19．在利用自由落體“驗證機械能守恒定律”的實驗中．

（1）下列器材中不必要的是B（只需填字母代號）
A、重物 B、天平  C、紙帶 D、50Hz低壓交流電源 E、毫米刻度尺
（2）若打點計時器接在電壓為6V，頻率為50Hz的交流電源上，自由下落的重物質量為1kg，在所打出的一條紙帶上，量的連續(xù)三點A、B、C到第一個點O的距離如圖甲所示（已知，打第一個點O時，重物恰好開始下落），單位是cm，取g=9.8m/s²．O、A之間有幾個點沒畫出，從起點O到打下點B的過程中，重力勢能的減少量△E_p=2.74J．物體動能的增量△E_k=2.70J（保留兩位小數(shù)），由此得出的結論是在實驗誤差允許范圍內，重物下落過程中機械能守恒．．
（3）若以重錘下落的高度和當?shù)刂亓�加速度的乘積gh為橫坐標，以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱坐標，根據(jù)紙帶上的一系列點算出相應各點的速度v，量出對應下落的距離h，則在圖乙各圖象中能正確反映重錘下落過程的是C．

Answer 1

分析 根據(jù)實驗的原理確定不需要的器材．根據(jù)重物下降的高度求出重力勢能的減小量，根據(jù)某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，從而求出動能的增加量．

解答 解：（1）由于驗證機械能公式中可以把重錘質量約掉，因此不需要天平，同時實驗中需要測量紙帶上兩點間的距離，所以需要刻度尺．
故選：B
（2）重物由0點運動到B點時，重物的重力勢能的減少量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.28 J=2.74J．
利用勻變速直線運動的推論
v_B=$\frac{0.3281-0.2051}{2×0.02}$=3.075m/s
E_kB=$\frac{1}{2}$mv_B²=$\frac{1}{2}×1×$（3.075）²=2.70 J．
由此得出的結論是在實驗誤差允許范圍內，重物下落過程中機械能守恒．
（3）依據(jù)機械能守恒可知：mgh=$\frac{1}{2}$mv²-0，故可知v²與gh成正比，故C正確．
故選：C．
故答案為：（1）B
（2）2.74；2.70；在實驗誤差允許范圍內，重物下落過程中機械能守恒．
（3）C

點評 運用運動學公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規(guī)問題．
要注意單位的換算．
要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉化的過程和能量守恒．